小灯泡的亮度与电流大小的关系(串联的小灯泡越多)

中考物理的解答题和计算题,一般要求学生从课本上明确给出的已知结论(公式、定律和规律等)出发,进行详细的推导过程展示,才可得满分。否则,要酌情扣分!本文列举一例,请读者欣赏。

小灯泡的亮度与电流大小的关系(串联的小灯泡越多)(1)

原解答题:小明在实验室进行实验,把多个小灯泡串联在电路中,发现串联的小灯泡越多,小灯泡越暗,请你帮助他分析其中的原因。(4分)

命题人给出的答案是:串联的小灯泡越多,根据 R 总=R1 R2 ...Rn 可知,电路的总电阻越大,根据 I= U/R 可知当电源电压一定时,总电阻越大,电路中的电流越小;又根据 P=UI=I^2R知,当小灯泡的电阻一定时,通过灯泡的电流越小,实际功率也越小,所以串联的小灯泡越多,小灯泡的亮度越暗。

小灯泡的亮度与电流大小的关系(串联的小灯泡越多)(2)

显然,作为一道4分的解答题,上述答案存在两个方面的不合适:

1.由于初中教材上并没有明确给出串(并)联电路的总电阻(等效电阻)的概念,所以直接从“根据R总=…”出发进行推理是不合适的。

2.由于初中物理学生实验所使用的小灯泡是白炽灯,其电阻是随着灯泡亮度(温度)减小而减小的,所以在本题中假设“当小灯泡的电阻一定”并不合适,也没有必要!

根据现行初中物理教材(人教版),更好的答案应该是:

根据串联电路的总电压等于各部分用电器两端的电压之和、在串联电路中电流I处处相等和I=U/R可知:U=U1 U2 …Un=IR1 IR2 …IRn,即,I=U/(R1 R2 …Rn),当电源总电压U一定时,串联的小灯泡的个数n越多,通过它的电流I就越小;同时由于每个小灯泡所分配的电压Un=IRn也越小,所以再根据电功率P=UI可知,串联小灯泡越多,小灯泡的实际电功率Pn=UnI就越小,小灯泡的亮度越暗。

小灯泡的亮度与电流大小的关系(串联的小灯泡越多)(3)

上述答案完全是从教材中所直接给出的基本规律出发,避免了引用R总的概念及小灯泡电阻随温度变化的特性,既符合解答题的答题规范,又比较符合实际,也比较容易理解,所以比原答案略胜一筹!

亲爱的读者:你觉得怎么样?欢迎在下方评论区讨论,谢谢!

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